C/C++在Java、Android和Objective-C三大平臺下實(shí)現(xiàn)混合編程
Android和iOS開發(fā)都支持C++開發(fā)，可以一套代碼多平臺使用。同時C++難以反編譯的特性也可以為Android開發(fā)帶來代碼的保密，另一native特性也可以提高代碼的運(yùn)行效率。
一、為什么使用C/C++
- 便于移植，用C/C++寫得庫可以方便在其他的平臺上再次使用。
- 代碼的保護(hù)，由于java層代碼很容易被反編譯，而C/C++庫反匯難度較大。
- 提高程序的執(zhí)行效率，將要求高性能的應(yīng)用邏輯使用C/C++開發(fā)，從而提高應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。
- 訪問現(xiàn)有開源庫，需要訪問底層的API或引用一些只有C/C++的庫。
二、開發(fā)工具介紹
盡管Android Studio可以同時編寫C++和Java代碼，寫完就可以編譯運(yùn)行，但是對聯(lián)想和錯誤提示并不是非常友好，個人建議C++的整體代碼使用Visual Studio或Xcode編譯開發(fā)，聯(lián)想功能非常友好，編譯速度很快，調(diào)試也非常方便。
- Visual Studio（PC）
- Xcode（Mac）
- Android Studio（多平臺）
- eclipse（多平臺）
三、第一行代碼
1. 如何在Objective-C項(xiàng)目中使用C++；
在Objective-C使用C/C++非常簡單，僅僅需要把.m后綴的文件改成.mm即可使用C++，我們通常不會把.mm的文件寫到整個項(xiàng)目都有，而是設(shè)計一個接口，用來做兩個語言之間的橋梁，他們之間的交互僅僅在這個接口。
要點(diǎn)：String類型轉(zhuǎn)換
// Objective-C(NSString) -> C++(std::string) NSString * ocString = @"Hello World,OC"; std::string cppString = [ocString UTF8String]; std::cout<<cppString<<std::endl; // C++(std::string) -> Objective-C(NSString) std::string cppString2 = "Hello World,C++"; NSString *ocString2= [NSString stringWithCString:cppString2.c_str() encoding:[NSString defaultCStringEncoding]]; NSLog(@"%@",ocString2);
記得要include相關(guān)的文件
#include <stdio.h>
#include <iostream>
2.在普通的JAVA項(xiàng)目中使用JNI編程
由于我是在MAC下辦公，所以這里就介紹如何在MAC下進(jìn)行JNI開發(fā)，在Windows平臺下的Virtual Studio也很簡單。
第一步：在Xcode下創(chuàng)建一個普通的C++項(xiàng)目
第二步：關(guān)聯(lián)JavaVM的Framework
路徑：
/System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/Frameworks/JavaNativeFoundation.framework/
第三步：創(chuàng)建頭文件，用于和Java交互 cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo.h
#include <JavaVM/jni.h>
#ifndef _Included_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo
#define _Included_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_add
(JNIEnv *, jclass, jint, jint);
JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_say
(JNIEnv *, jclass, jstring);
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_getInfo
(JNIEnv *, jclass);
JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_nativeToJava
(JNIEnv *, jclass, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
第四步：創(chuàng)建實(shí)現(xiàn) NativeDemo.cpp
#include "cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo.h"
#include <string>
JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_add(JNIEnv *, jclass, jint param1, jint param2)
{
jint result = param1 + param2;
return result;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_say(JNIEnv *env, jclass, jstring param)
{
// std::string -> jstring
const char *param_char = env->GetStringUTFChars(param, NULL);
std::string str = param_char;
}
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_getInfo(JNIEnv *env, jclass)
{
// jstring -> std::string
std::string str = "Hi,I am C++.";
jstring result = env->NewStringUTF(str.c_str());
return result;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_nativeToJava(JNIEnv * env, jclass, jobject obj)
{
// 調(diào)用Java方法
jclass cls = env->FindClass("cn/taoweiji/nativemodule/NativeDemo");
//int subtract(int param1, int param2) -> (II)I
jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "subtract", "(II)I");
int result = (int) env->CallIntMethod(obj, mid, 10, 2);
// std::cout<<result<<std::endl;
//常見類型轉(zhuǎn)換例子
//String getInfo();
//-> ()Ljava/lang/String;
//PackageInfo getPackageInfo(String packageName, int flags);
//-> (Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;;
}
第五步：編譯生成JNI文件，按 ⌘+B (Product -> Build).
編譯后文件
根據(jù)自己的電腦環(huán)境，查找編譯后的文件，我的路徑是
/Users/Wiki/Library/Developer/Xcode/DerivedData/DEMO_MAC_JNI-clxymnzifegyfaajsaattzgxqfbr/Build/Products/Debug/DEMO_MAC_JNI
第六步：編寫JNI接口
package cn.taoweiji.nativemodule;
/**
* 包名和類名稱一定要和前面的C++頭文件對應(yīng)
* cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo.h
*/
public class NativeDemo {
public static native int add(int param1, int param2);
public static native void say(String name);
public static native String getInfo();
public static native void nativeToJava(NativeDemo nativeDemo);
public int subtract(int param1, int param2) {
System.out.println("NativeDemo:" + String.format("%s - %s = %s", param1, param2, param1 - param2));
return param1 - param2;
}
}
第七步：調(diào)用C++
public class Main {
static {
System.load("/Users/Wiki/Library/Developer/Xcode/DerivedData/DEMO_MAC_JNI-clxymnzifegyfaajsaattzgxqfbr/Build/Products/Debug/DEMO_MAC_JNI");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!");
int result = NativeDemo.add(1, 2);
System.out.println("1+2=" + String.valueOf(result));
NativeDemo.say("Hello,I am Java.");
System.out.println("getInfo:" + NativeDemo.getInfo());
NativeDemo.nativeToJava(new NativeDemo());
}
}
3. 在ANDROID項(xiàng)目中使用NDK
Android的JNI開發(fā)，C++文件必須編寫在獨(dú)立的module里面，Java接口代碼可以編寫在app(module)，也可以和C++放在同一個module，通過gradle關(guān)聯(lián)。詳細(xì)代碼請自行下載demo瀏覽
gradle配置（NativeModule）
apply plugin: 'com.android.library'
android {
compileSdkVersion 23
buildToolsVersion "24.0.0 rc2"
defaultConfig {
minSdkVersion 14
targetSdkVersion 23
versionCode 1
versionName "1.0"
}
buildTypes {
release {
minifyEnabled false
proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
ndk {
moduleName "joyrun"
stl "stlport_static"
ldLibs "log"http://用于解決__android_log_print
abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86", "x86_64", "arm64-v8a"
//add -fexceptions to allow throw error
//add -w to "format not a string literal and no format arguments [-Werror=format-security"
cFlags "-w -fexceptions"
}
}
}
}
dependencies {
compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
}
編寫JNI接口
// NativeDemo.java
package cn.taoweiji.nativemodule;
public class NativeDemo {
public static native int add(int param1, int param2);
}
編寫C++接口代碼，JNI文件目錄默認(rèn)是module/src/main/jni，可以通過gradle配置改變
// cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo.h
#include <jni.h>
#ifndef _Included_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo
#define _Included_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo
* Method: add
* Signature: (II)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_add(JNIEnv *, jclass, jint, jint);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
// NativeDemo.cpp
#include "cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo.h"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_add(JNIEnv *, jclass, jint param1, jint param2)
{
jint result = param1 + param2;
return result;
}
調(diào)用
// 靜態(tài)加載
static {
System.loadLibrary("joyrun");
}
//調(diào)用
int result = NativeDemo.add(1,2);
Log.i("1+2=",String.valueOf(result));
四、NDK開發(fā)要點(diǎn)
編譯文件分析
將NativeModule編譯后生成的aar文件后綴改成.zip解壓，可以發(fā)現(xiàn)里面有個jni文件，打開可以看到”armeabi”, “armeabi-v7a”, “x86”, “x86_64”, “arm64-v8a”等文件夾，再打開可以看到是以lib前綴的so格式文件，這就是編譯后的native層文件，我們平常引用的第三方庫（百度地圖）也是要添加這些文件到我們的libs文件夾，不同的名稱代表著不同平臺相關(guān)的編譯文件，市面上大多數(shù)的手機(jī)都是arm架構(gòu)CPU，x86架構(gòu)的手機(jī)幾乎沒人用（genymotion模擬器屬于x86平臺），所以我們通常發(fā)布APP不會考慮x86平臺，僅僅添加armeabi文件即可，但是在開發(fā)過程中建議也添加x86的so文件，以方便我們在模擬器上運(yùn)行。
運(yùn)行庫
Android平臺帶有一個微型的C運(yùn)行庫支持庫，成為系統(tǒng)運(yùn)行庫。該運(yùn)行庫不支持一下特性：C標(biāo)準(zhǔn)庫、異常支持、RTTI支持。NDK提供了用于補(bǔ)充系統(tǒng)運(yùn)行庫功能的一些額外的C++運(yùn)行庫。
| C++運(yùn)行庫 | C++異常支持 | C++RTTI | C++標(biāo)準(zhǔn)庫 |
|---|---|---|---|
| 系統(tǒng)庫 | No | No | No |
| GAbi++ | No | Yes | No |
| STLport | No | Yes | Yes |
| GNU STL | Yes | Yes | Yes |
1.STLportSTLport是一個開源的、多平臺的C標(biāo)準(zhǔn)庫實(shí)現(xiàn)。它提供一個C標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件的完整集合以及對RTTI的支持。
2.GNU STLGNU標(biāo)準(zhǔn)C庫，也叫l(wèi)ibstdc-v3，是Android NDK最全面的標(biāo)準(zhǔn)C運(yùn)行庫。它是一個正在開發(fā)的、以實(shí)現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)C庫為目標(biāo)的開源項(xiàng)目。
gradle配置
- STL運(yùn)行庫引用
- “armeabi”, “armeabi-v7a”, “x86”, “x86_64”, “arm64-v8a”等平臺配置
- C++輸出logcat配置
- 一個編譯異常解決
- 異常捕獲
// 生成so文件的名稱 moduleName "joyrun" // 引入STL標(biāo)準(zhǔn)庫 stl "stlport_static"http://gnustl_static //用于解決__android_log_print ldLibs "log" abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86", "x86_64", "arm64-v8a" //添加編譯的平臺 //add -fexceptions to allow throw error //add -w to "format not a string literal and no format arguments [-Werror=format-security" cFlags "-w -fexceptions"
LOGCAT輸出
#include <android/log.h>
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "tag_joyrun", __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "tag_joyrun", __VA_ARGS__)
LOGE("Hello Logcat");
類型轉(zhuǎn)換
// std::string -> jstring std::string str = "Hello World"; jstring result = env->NewStringUTF(str.c_str()); // jstring -> std::string jstring param; const char *param_char = env->GetStringUTFChars(param, NULL); std::string str = param_char; // jboolean 兩個值 JNI_TRUE、JNI_FALSE
C++調(diào)用JAVA代碼
//Java
public static native void nativeToJava(NativeDemo nativeDemo);
public int subtract(int param1, int param2) {
Log.e("NativeDemo", String.format("%s - %s = %s", param1, param2, param1 - param2));
return param1 - param2;
}
//C++
JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_taoweiji_nativemodule_NativeDemo_nativeToJava(JNIEnv * env, jclass, jobject obj)
{
// 調(diào)用Java方法
jclass cls = env->FindClass("cn/taoweiji/nativemodule/NativeDemo");
jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "subtract", "(II)I");
int result = (int) env->CallIntMethod(obj, mid, 10, 2);
//常見類型轉(zhuǎn)換例子
//String getInfo();
//-> ()Ljava/lang/String;
//PackageInfo getPackageInfo(String packageName, int flags);
//-> (Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;;
}
一鍵生成從JAVA到C++接口代碼腳本
文件：autojavah.sh
#!/bin/sh
export ProjectPath=$(cd "../$(dirname "$1")"; pwd)
export TargetClassName="co.runner.app.jni.NativeDemo"
export SourceFile="${ProjectPath}/app/src/main/java"
export TargetPath="${ProjectPath}/jni-joyrun/src/main/jni"
cd "${SourceFile}"
javah -d ${TargetPath} -classpath "${SourceFile}" "${TargetClassName}"
echo -d ${TargetPath} -classpath "${SourceFile}" "${TargetClassName}"
五、C++面向?qū)ο蠹皹?biāo)準(zhǔn)庫入門
C++類定義
// Demo.hpp
#ifndef Demo_hpp
#define Demo_hpp
#include <stdio.h>
#include <string>
class Demo{
public:
std::string name;
int age = 0;
void say();
static int add(int param1,int param2)
{
return param1 + param2;
}
};
#endif /* Demo_hpp */
類方法的實(shí)現(xiàn)
// Demo.cpp
#include "Demo.hpp"
#include <iostream>
void Demo::say()
{
std::cout<<"name = "<<name<<",age = "<<age<<std::endl;
}
對象創(chuàng)建及訪問對象的成員
//對象創(chuàng)建 Demo d1; Demo * d2 = new Demo; // 運(yùn)算符訪問 d1.say(); // 指針訪問 d2->say(); //靜態(tài)函數(shù)訪問 int result = Demo::add(1,2); std::cout<<"1 + 2 = "<<result<<std::endl;
LIST鏈表
//include相關(guān)文件
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <list>
#include "Demo.hpp"
// 鏈表定義
std::list<Demo> * demos = new std::list<Demo>;
Demo * demo = new Demo;
demo->name = "Wiki";
demo->age = 24;
// 在后面插入數(shù)據(jù)
demos->push_back(*demo);
demo = new Demo;
demo->name = "Wiki2";
demo->age = 25;
// 在前面插入數(shù)據(jù)
demos->push_front(*demo);
// 順序鏈表遍歷
for (std::list<Demo>::iterator iter = demos->begin(); iter != demos->end(); ++iter) {
iter->say();
}
// 反順序鏈表遍歷
for (std::list<Demo>::reverse_iterator iter = demos->rbegin(); iter != demos->rend(); ++iter) {
iter->say();
}
// 獲取指定位置元素
std::list<Demo>::iterator iter = demos->begin();
advance(iter, 1);
iter->say();
指針、引用和值
在C++中，函數(shù)可以用許多不同的方法傳遞參數(shù)，比如通過指針、引用或是直接傳值。
// 通過指針 void handle1(Demo *p); // 通過引用 void handle1(Demo& p); // 通過值 void handle1(Demo *demo);
堆和棧的理解
棧（stack）：由操作系統(tǒng)自動分配釋放 ，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧；
堆（heap）： 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收，分配方式倒是類似于鏈表。
Demo d1;//棧 Demo * d2 = new Demo;//堆 char c; //棧上分配 char *p = new char[3]; //堆上分配，將地址賦給了p;
垃圾回收
new和C++ delete運(yùn)算符用于動態(tài)分配和撤銷內(nèi)存的運(yùn)算符，自己new出來的對象就要通過delete釋放內(nèi)存。
delete demos;
六、開發(fā)中常用的方法及注意事項(xiàng)（坑）
- 時間戳獲取方法 long time = time(0);
- 注意so文件防盜用問題。
- 盡量避免調(diào)用與平臺有關(guān)的方法，避免移植帶來問題。
- JNI接口的包名不能帶有下劃線‘_'。
相關(guān)源代碼：
Android： https://github.com/taoweiji/DEMO_NDK
Objective-C： https://github.com/taoweiji/DEMO_CPP_OC
MAC-JNI： https://github.com/taoweiji/DEMO_MAC_JNI
以上就是C/C++ 在Android和java,Objective-C 三大平臺下開發(fā)應(yīng)用的資料整理，后續(xù)繼續(xù)整理相關(guān)文章，謝謝大家對本站的支持！
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